赛默飞QuantStudio® 5 实时荧光定量PCR系统技术介绍

一、设备概述

赛默飞（Thermo Fisher Scientific）QuantStudio® 5实时荧光定量PCR系统是一款面向科研及中高通量应用的分子生物学分析仪器，适用于基因表达分析、微生物检测、SNP基因分型、拷贝数变异（CNV）分析、病毒载量测定等实验需求。该系统集成了光学检测、温控系统及智能化软件平台，可对实时荧光信号进行精确检测与分析。

QuantStudio® 5系统具备96孔标准样本通量配置（0.2 mL标准耗材），适合多种实验设计及动态范围要求，并具备较高的数据一致性与可重复性。

二、技术参数与核心性能

1. 通量与支持耗材

QuantStudio® 5 PCR仪支持以下耗材配置：

• 96孔标准板（0.2 mL）

• 八联管及0.2 mL单管（需配合校准耗材使用）

• 兼容无裙边、半裙边与全裙边PCR板

通过热盖压板自动调节功能，系统可兼容不同高度与类型的耗材，适用于常见qPCR试剂盒或自配反应体系。

2. 光学检测系统

该系统采用多通道独立光源设计，可实现以下性能：

• 检测通道数量：最多6色（包括FAM、VIC、ROX、SYBR Green、TAMRA、Cy5等）

• 检测原理：基于LED激发和CCD相机检测

• 灵敏度：可检测低至1拷贝的模板（取决于反应体系）

• 光学滤光片组：预设并自动识别，减少人工设定误差

光学系统具有较强的信号分辨能力，适用于多重PCR实验设计。

3. 温控性能

• 升温速率：最高可达4.25°C/s

• 降温速率：最高可达3.6°C/s

• 温度均一性：±0.4°C（30秒内，90个孔）

• 温控模块：采用精密Peltier热电控温单元

上述温控精度有助于确保反应的稳定性和扩增曲线的准确性，尤其适用于SNP或微小表达差异的精细分析。

4. 软件功能与数据输出

QuantStudio® Design and Analysis软件支持以下主要功能：

• 实时荧光数据采集与分析

• 自动阈值计算与基线校正

• 多重扩增曲线展示与分析

• ΔΔCt法、标准曲线法、等位基因判定分析

• 数据输出格式支持.csv、.xls、.txt等标准形式，便于后续统计分析

系统亦可实现远程控制与云端数据同步（通过Thermo Fisher Connect平台），便于实验室数据统一管理与多站点协作。

三、应用场景

QuantStudio® 5广泛应用于生命科学、农业、生物制药、环境检测与食品安全等多个领域，典型应用包括：

1. 基因表达定量分析：结合SYBR Green或TaqMan探针技术，用于筛选差异表达基因，或在药物反应机制研究中追踪转录响应。

2. 病原检测与载量评估：适用于病毒RNA/DNA的定量检测，如新冠病毒、HBV、HCV等，常见于临床前研究与疫病筛查。

3. SNP和CNV分析：结合探针法进行等位基因分型和拷贝数变异监测，适用于群体遗传学研究或个体精准分析。

4. 转基因检测与食品溯源：检测食品或原材料中潜在的外源基因或污染。

5. 基因编辑验证：配合CRISPR实验进行靶点验证、突变位点检测等操作。

四、系统兼容性与操作便捷性

QuantStudio® 5支持Windows操作系统环境，可与多种主流实验室信息系统（LIMS）兼容。用户界面友好，支持中英文语言切换，操作流程符合初学者到经验用户的不同使用习惯。

系统提供操作向导功能，包含：

• 实验设计模板（相对定量、绝对定量、基因分型、熔解曲线等）

• 实时运行监控

• 自动报警与校准提醒

• 多用户权限管理

五、维护与校准

该系统配套自动光学校准与温控模块校准程序。用户可根据日常使用频率设置校准周期，系统在检测到漂移时自动提示。光源寿命长达10万小时以上，维护成本较低。

此外，仪器配有USB和以太网口，便于本地备份与远程技术支持。固件更新可在线或离线完成，以确保功能持续更新与稳定运行。

六、系统组成与安装要求

系统标准配置包括：

• 主机设备

• 校准板与96孔热循环模块

• 控制与分析软件安装包

• 使用说明文档与合规认证资料（CE、ISO）

安装环境要求如下：

• 电源：100–240V AC，50/60Hz，最大功率500W

• 操作温度范围：15–30°C，湿度20–80%（非冷凝）

• 建议配置实验台稳定且防震，避免阳光直射及强磁干扰

七、优势对比与选型建议

在中小通量实时PCR应用中，QuantStudio® 5相较于早期Applied Biosystems®系列或Bio-Rad CFX系列，在用户交互、光学通道组合、远程控制能力方面具备一定改进。其灵活的配件拓展能力及标准化软件界面，使其成为高频次实验场景中的可靠方案。

如用户面向更高通量（384孔板）或数字PCR需求，可进一步考虑QuantStudio® 6/7 Flex或QuantStudio® Absolute系列。

八、小结

Thermo Fisher QuantStudio® 5实时荧光定量PCR系统以其实用的功能、合理的性能参数与良好的数据输出兼容性，在科研与日常分子实验工作中具有广泛适用性。其模块化设计与便捷软件平台可有效支持用户完成复杂的PCR实验流程，助力实验室提升分析效率与结果的可重复性。